DE2816328A1 - Releasable electrical connector system - is formed by growing layers of dendritic crystals on metal surface and dendrites interlock to give good contact - Google Patents

Releasable electrical connector system - is formed by growing layers of dendritic crystals on metal surface and dendrites interlock to give good contact

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Abstract

An electrical contact device consists of a substrate having a dendritic array which is grown on it and the dendrites are adapted to releasably engage corresponding dendrites on a mating surface. A typical contact comprises a conducting base plate (11) bearing a group of elastic metallic projections (13). For this purpose a suitable base plate consists of a substrate with a coating of noble metal (15) on which the dendrite crystals are formed. A second electrical contact is similarly formed of a conducting base plate (21) with closely spaced, elastic metallic projections (23). On being brought together the dendritic crystals interlock to form a good electrical connection which can, however, be readily separated. The technique is suitable for connections to LSI integrated circuits.

Description

Elektrische IxontartverLinaullg und Verfahren zumElectrical IxontartverLinaullg and method for

Herstellen derselben herstellen derselben ~~~~~~ Die Erfindung betrifft elektrische Kontaktverbindungen und ein Verfahren zum lierstellen derartiger Kontaktverbindungen.Manufacture the same manufacture the same ~~~~~~ The invention relates electrical contact connections and a method for making such contact connections.

Die vorliegende Lrfindung eignet sich insbesondere für solche Anwendungsgebiete, bei denen es erwünscht ist, auf einem relativ kleinen Raum eine große Anzahl einzelner, lös-Larer elektrischer Verbindungen herzustellen. Ein Beispiel für ein solches Anwendungsgebiet sind die Anschlußverbirdungen für den Anschluß hochintegrierter Schaltungsmoduls auf mit gedruckten Schaltungen versehenen Schaltungskarten und -Platten. Man ist dabei bisher stets so vorgegangen, daß das einzelne mit hochintegrierten Schaltungen bestückte modul an seiner Unterseite eine Anzahl herausragender kontaktstifte aufwies. Die mit gedruckter Schaltung versehene Schaltungskarte oder Schaltunysplatte enthielt dabei eine gleichartige Anordnung von Steckbuchsen zur Aufnahme der kontaktstifte des Moduls, wenn dieses mit der Karte oder der Platte verbunden werden sollte. Jede solche Steckerverbindung enthielt in irgendeiner Form federnde Teile, mit deren Hilfe eine entsprechende Kontaktkraft auf den entsprechenden Kontaststift des Moduls ausgeübt wird. Obgleich sich dadurch zufriedenstellend arbeitende Steckerverbindungen ergeben, so sind doch die an Schaltungskarten oder Schaltungsplatten befestigten Steckerverbindungen in der Herstellung relativ teuer und nehmen oft mehr Raum ein als erwünscht. Tatsechlich sind es die dafür erforderlichen Flächen, die im allgemeinen die für jedes Modul mögliche Anzahl von Kontaktstiften einschränken. Es wäre daher erwünscht, eine Steckerverbindung zu haben, bei der auf einer vorgegebenen Fläche auf einer mit gedruckter Schaltung versehenen Scllaltungskarte oder Schaltungsplatte eine wesentlich größere Anzahl von hontaktpunkten vorgesehen werden könnte. Damit könnte man auch mit hochintegrierten Schalturigen Destüc]-te Moduls herstellen, bei denen eine wesentlich größere Anzahl von zingangs/A gangsanschlüssen vorgesehen werden konnte.The present invention is particularly suitable for such areas of application where it is desirable to have a large number of individual, Establish releasable electrical connections. An example of such an application are the connection connections for the connection of highly integrated circuit modules on printed circuit boards and boards. One is so far always proceeded so that the individual with highly integrated circuits equipped module had a number of protruding contact pins on its underside. The printed circuit board or circuit board included a similar arrangement of sockets for receiving the contact pins of the module, if this should be connected to the card or plate. Every Such a plug connection contained in some form resilient parts, with their Help apply a corresponding contact force on the corresponding contact pin of the module is exercised. Although plug connections work satisfactorily as a result are those attached to circuit cards or circuit boards Plug connections are relatively expensive to manufacture and often take up more space as desired. In fact, it is the areas required for this, which in general limit the number of contact pins possible for each module. It would therefore be desired, a plug connection to have when on a predetermined Area on a printed circuit board or circuit board a much larger number of contact points could be provided. In order to could also be produced with highly integrated circuitry Destüc] -te modules, where a significantly larger number of input / output connections are provided could be.

Die Erfindung eignet sich inbesondere bei solchen Anwendungsgebieten, bei denen lösbare Vielfachverbindungen mit wesent lich verringerten Kosten je einzelne Verbindung geschaffen werden sollen. Ein Beispiel für eine derartige Anwendung ist der Anschluß der Leiter eines flachen Vielfachkabels an einer gedruckten Schaltungskarte oder -platte. Dabei ging man bisher so vor, daß man die einzelnen Leiter des Kabels an leitende Elemente auf einer sogenannten Zwischen steckerkarte angelötet hat. Diese leitenden Elemente werden durch die Verdrahtung der Zwischensteckerkarte mit einzelnen Kontaktfederbuchsen auf der Zwischensteckerkarte verbunden, wobei für jeden Leiter des Kabels eine Federbuchse vorgesehen ist. Diese Federbuchse kommt dabei mit Kontaktstiften in Eingriff, die auf der mit gedruckten Schaltungen versehenen Schaltungskarte befestigt sind, an der die elektrischen Anschlüsse hergestellt werden sollen. Eine solche Anordnung arbeitet an sich zufriedenstellend, ist jedoch etwas umständlich und ziemlich teuer. Es wäre daher erwünscht, eine AnschlußverDindung zwischen Kabel und Schaltungskarte zu schaffen, bei der die Verwendung einer Zwischensteckerkarte entfällt, und bei der für jeden Verbindungspunkt die bisher erforderliche Federbuchse wegfällt. Dabei würden sich unter derem eine wesentliche Verringerung der Kosten für die chlußverbindung ergeben.The invention is particularly suitable in such areas of application in which detachable multiple connections with wesent Lich reduced costs each Connection should be created. An example of such an application is connecting the conductors of a flat multiple cable to a printed circuit board or plate. Up to now, the procedure has been to remove the individual conductors of the cable soldered to conductive elements on a so-called adapter card. These conductive elements are wired to the adapter card individual contact spring sockets connected to the adapter card, whereby for a spring socket is provided for each conductor of the cable. This spring bushing is coming while engaging with contact pins on the printed circuit board Circuit card are attached to which the electrical connections are made should. Such an arrangement works satisfactorily in itself, but it is something awkward and quite expensive. It would therefore be desirable to have a port connection between the cable and the circuit card, when using an adapter card omitted, and the previously required spring bushing for each connection point ceases to exist. Among other things, this would result in a substantial reduction in costs for the final connection.

Ls könnten #jeitere beispiele aufgeführt werden, doch sollen die bisher gegebenen iiins.eise dafür genügen, daß ein Bedarf für elektrische Kontaktverbindungen besteht, die weniger kosten und weniger Platz beanspruchen.Ls could be # any other examples, but so far they should given iiins.eise suffice that there is a need for electrical contact connections that cost less and take up less space.

Zusammenfassung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es also, einen neuen und verbesserten elektrischen Kontakt für Kontaktverbindungen zu schaffen, der einen guten elektrischen Kontakt bei geringeren Kosten je Verbindungspunkt liefert, nur einen sehr kleinen gleichbleibenden koiitaktwiderstand aufweist und nur geringe Kräfte für ein I,alten der Kontaktverbindung benötigt. Dabei soll es insbesondere nicht erforderlich sein, bei Vielfachkontaktverbindungen für jeden Verbindungspunkt eine gesonderte Federbuchse vorsehen zu müssen.Summary of the Invention The object of the invention is therefore to provide a create new and improved electrical contact for contact connections, which provides good electrical contact at a lower cost per connection point, has only a very small constant resistance to contact and only a small one Forces needed for an I, old of the contact connection. It should in particular may not be required for multiple contact connections for each connection point having to provide a separate spring bushing.

Gemaß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Kontaktverbindung dadurch geschaffen, daß man auf einer Kontakt fläche oder Kontaktoberflache eine Anzahl sehr kleiner elastischer metallischer Vorsprünge dadurch erzeugt, daß man darauf aus metallischen Kristallen bestehende Dendriten aufwächst. Eine auftrennbare elektrische Verbindung wird dadurch hergestellt, daß man die dendritischen Kristalle mit eben solchen dendritschen Kontakten in einen ineinandergreifenden Eingriff bringt. Dieser keilartige ineinandergreifende Eingriff ist praktisch selbstsperrend. Zur Aufrechterhaltung dieser elektrischen Verbindung ist daher nur eine sehr kleine Kraft erforderlich. Die selbstreinigende Wirkung der dendritischen Kristalle beim Eingriff miteinander und die durch die keilförmige Eingriffwirkung erzeugten Kontaktkräfte ergeben eine zuverlässige Verbindung mit geringem Konktaktwiderstand. Die dendritischen metallischen Kristalle werden auf der Kontaktfläche dadurch erzeugt, daß man diese Kontaktfläche bei einer höheren als der normalen Stromdichte mit einer Metallisierungslösung plattiert, die eine geringere Konzentration an Metallionen aufweist.According to the present invention there is an electrical contact connection created by having a contact surface or a contact surface Number of very small elastic metallic projections produced by the fact that dendrites consisting of metallic crystals grow on it. A severable electrical connection is made by making the dendritic crystals brings into interlocking engagement with just such dendritic contacts. This wedge-like interlocking engagement is practically self-locking. To the Maintaining this electrical connection is therefore only a very small one Force required. The self-cleaning effect of the dendritic crystals at Engagement with each other and the contact forces generated by the wedge-shaped engagement effect result in a reliable connection with low contact resistance. The dendritic metallic crystals are generated on the contact surface by having them Contact area at a higher than normal current density with a plating solution that has a lower concentration of metal ions having.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführung sbei spielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.The invention will now play on the basis of execution sbei in connection described in detail with the accompanying drawings.

In den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 eine stark vergrößerte Ansicht eines Paars ges ß der Erfindung aufgebauter dendritischer Kontakte, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine mit einer gedruckten Schaltung versehene Schaltungskarte, auf der verschiedene, mit hochintegrierten Schaltungen versehene Moduln angebracht sind, die über Mehrleiter-Flachkabel unterschiedlicher Breite angeschlossen sind, Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 2 dargestellten Schaltungskarte, Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils der in Fig. 2 dargestellten Schaltungskarte sowie eine stark vergrößerte Seitenansicht eines Teils eines der Schaltungsmoduls in Fig. 2, zusammen mit einer vergrößerten Ansicht einiger der zusammengehörigen dendritischen Kontakte zur Herstellung der elektrischen Sciialtverbindungen, Fig. 5 eine auseinandergezogene Ansicht der Befestigung der Flachkabel an der Schaltungskarte in Fig. 2, Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht eines der Flachkabel in Fig. 2 von unten mit den dendritischen Kontakten zur Herstellung der elektrischen Anschlußverbindungen an die Schaltungskarte in Fig. 2, Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht einer Ecke der in Fig. 2 gezeigten Schaltungskarte zur Darstellung, wie die darauf befindlichen dendritischen Kontakte mit den in Fig. 6 gezeigten Kabelkontakten zusammenwirken und Fign. 8 und 9 Rasterelektronenmikroskopaufnahmen zur Darstellung der dendritischen Kontakt struktur in stark vergrößertem Maßstab.In the drawings: FIG. 1 shows a greatly enlarged view of a Pair of dendritic contacts constructed according to the invention, FIG. 2 is a plan view on a circuit board provided with a printed circuit, on which various, modules provided with highly integrated circuits are attached via multi-conductor flat cables of different widths are connected, Fig. 3 is a side view of the in Fig. The circuit board shown in FIG. 2; FIG. 4 is an enlarged sectional view of a part the circuit card shown in Fig. 2 and a greatly enlarged side view of part of one of the circuit modules in Fig. 2, together with an enlarged View of some of the related dendritic contacts used to make the electrical sciialt connections, Fig. 5 is an exploded view View of the fastening of the flat cables to the circuit board in FIGS. 2, 6 an enlarged view of one of the flat cables in FIG. 2 from below with the dendritic Contacts for making the electrical connections to the circuit board in FIG. 2, FIG. 7 is an enlarged view of a corner of the circuit card shown in FIG to show how the dendritic contacts located thereon with the in Fig. 6 cooperate shown cable contacts and Fign. 8 and 9 scanning electron microscope photographs to show the dendritic contact structure on a greatly enlarged scale.

Beschreibung der bevorzuyten Ausführungsform der Erfindung In Fig. 1 ist im stark vergrößerten Maßstab ein Paar zusammenwirkender dendritischer Kontakte kurz vor der Kontaktberührung dargestellt. Insbesondere zeigt Fig. 1 einen ersten dendritischen Kontakt 10, der aus einer leitenden Grundplatte 11 und einer Gruppe oder einem Büschel 12 aus kleinsten engbenachbarten elastischen, metallischen Vorsprüngen 13 besteht, die auf der leitenden Grundplatte 11 durch dendritisches Aufwachsen leitender metallischer Kristalle gebildet ist. Die leitende Grundplatte 11 besteht dabei aus einem leitenden Element oder Substrat 14, auf dem eine dünne Schicht 15 eines Edelmetalls in dem Oberflächenbereich aufgebracht worden ist, in dem ein elektrischer Kontakt hergestellt werden soll. Die metallischen Vorsprünge oder dendritischen Kristalle 13, die ebenfalls aus einem Edelmetall bestehen, werden auf der freiliegenden Oberfläche dieser dünnen Schicht 15 unter solchen Bedingungen gebildet oder aufgewachsen, die die Bildung von dendritischen Strukturen fördern.Description of the preferred embodiment of the invention In Fig. 1 is, on a greatly enlarged scale, a pair of cooperating dendritic contacts shown shortly before contact. In particular, Fig. 1 shows a first dendritic contact 10, which consists of a conductive base plate 11 and a group or a tuft 12 of the smallest, closely spaced elastic, metallic projections 13 is formed on the conductive base plate 11 by dendritic growth conductive metallic crystals is formed. The conductive base plate 11 is made a conductive element or substrate 14 on which a thin layer 15 of a noble metal has been applied in the surface area in which an electrical Contact should be established. the metallic protrusions or dendritic crystals 13, which are also made of a noble metal on the exposed surface of this thin layer 15 under such conditions formed or grown up that promote the formation of dendritic structures.

Ferner ist ein zweiter elektrischer Kontakt 20 dargestellt, der aus einer leitenden Grundplatte 2t und einer Gruppe 22 eng benachbarter, sehr kleiner elastischer metallischer Vorsprünge 23 besteht, die auf der Grundplatte 21 durch das dendritische Aufwachsen von aus einem leitenden Metall bestehenden Kristallen gebildet ist. Die Grundplatte 21 besteht dabei aus einem leitenden Element oder Substrat 24, auf dem eine dünne Oberflächenschicht 25 aus einem Edelmetall auf derjenigen Oberfläche aufgebracht ist, an der ein elektrischer Kontakt hergestellt werden soll. Die metallischen Vorsprünge oder dendritischen Kristalle 23 bestehen ebenfalls aus einem Edelmetall und werden auf der freiliegenden Oberfläche dieser dünnen Schicht 25 dadurch erzeugt, daß ein elektrolythisches Verfahren unter Bedingungen durchgeführt wird, die die Bildung von dendritischen Strukturen fördern.Furthermore, a second electrical contact 20 is shown, which from a conductive base plate 2t and a group 22 of closely spaced, very small ones elastic metallic projections 23, which on the base plate 21 through the dendritic growth of crystals made of a conductive metal is formed. The base plate 21 consists of a conductive element or Substrate 24 on which a thin surface layer 25 of a noble metal on the one Surface is applied to which an electrical contact is to be made. The metallic protrusions or dendritic crystals 23 are also made of a precious metal and will be on the exposed surface of this thin layer 25 generated by an electrolytic process carried out under conditions that promote the formation of dendritic structures.

Die beiden elektrischen Kontakte 10 und 20, wenn sie gemäß Fig 1 zusammenwirkend angeordnet sind, bilden eine auftrennbare elektrische Verbindung. Die elektrische Verbindung wird dadurch hergestellt, daß man die metallischen dendritifachen Kristalle 13 der ersten leitenden Grundplatte 11 mit den metallischen Vorsprüngen 23 der zweiten leitenden Grundplatte 021 in einen sich gegenseitig verkeilenden Eingriff bringt.The two electrical contacts 10 and 20 when they cooperate as shown in FIG are arranged, form a separable electrical connection. The electric Connection is made by making the metallic dendritic crystals 13 of the first conductive base plate 11 with the metallic protrusions 23 of the second brings conductive base plate 021 into a mutually wedging engagement.

Kommen die beiden gleichartig aufgebauten Kontakte miteinander in Eingriff, dann gleiten die metallischen Vorsprünge 13 und 23 aneinander vorbei, und es entsteht eine Art Keilwirkung, die schließlich auf den verschiedenen Kristalloberflächen zu relativ hohen Spannungsbeanspruchungen führt. Dies wird von einer wischenden oder reibenden Fiirkung von Metall auf Metall begleitet, so daß sich ein inniger metallischer Kontakt und eine gasdichte Verbindung an vielen Punkten ergibt.The two similarly structured contacts come in together Engagement, then the metallic projections 13 and 23 slide past each other, and there is a kind of wedge effect that eventually occurs on the various crystal surfaces leads to relatively high stresses. this will from accompanied by a wiping or rubbing effect of metal on metal, so that there is an intimate metallic contact and a gas-tight connection at many points results.

Das Übermaß an Kontaktpunkten stellt eine hohe Zuverlässigkeit und einen niedrigen Kontaktwiderstand sicher. Gegebenenfalls vorhandene Staubteilchen werden dadurch praktisch bei Seite geschoben und beeinflussen damit die Qualität der elektrischen Verbindung nicht.The excess of contact points represents a high level of reliability and a low contact resistance. Any dust particles that may be present are thereby practically pushed aside and thus affect the quality the electrical connection is not.

Es ist dabei wichtig, darauf hinzuweisen, daß der gegenseitige Eingriff der metallischen Vorsprünge 13 und 23 miteinander durch Anwendung nur sehr geringer Kräfte erreicht wird. Die metallischen Vorsprünge 13 und 23 gleiten relativ leicht aneinander vorbei Nach Herstellen der Verbindung ist die Konstruktion ziemlich stabil, da die miteinander verkeilten metallischen Vorsprünge eine Art selbstverriegelnde Eigenschaft aufweisen, so daß nur eine ganz kleine Kraft zur Aufrechterhaltung der Kontaktverbindung erforderlich ist. Wegen der dendritischen Struktur der Kontakte ist außerdem eine geringe Fehlausrichtung oder ein geringer Toleranzfehler längs einer der räumlichen Achsen möglich, ohne daß dadurch die Kontakteigenschaften nachteilig beeinflußt werden.It is important to point out that there is mutual interference of the metallic projections 13 and 23 with each other only very little by use Forces is achieved. The metallic protrusions 13 and 23 slide relatively easily past each other After making the connection, the construction is quite stable, because the wedged metal protrusions have a kind of self-locking Have property so that only a very small force to maintain the Contact connection is required. Because of the dendritic structure of the contacts there is also little misalignment or tolerance error longitudinally one of the spatial axes is possible without adversely affecting the contact properties to be influenced.

Die Auswahl des für die dendritischen Vorsprünge 13 und 23 und für die Oberflächenschichten 15 und 25 verwendeten Metalls wird noch iia einzelnen besprochen. Ein gutes Beispiel eines für beide Zwecke geeigneten Metalls ist Palladium. Die Grundplatten oder Substrate 14 und 24 bestehen normalerweise auf Kupfer oder einem anderen allgemein für elektrische Leiter benutzten Metall. Unter der Annahme, daß Palladium ausgewählt ist, werden die Oberflächenschichten 15 und 25 :durch elektrolythische Abscheidung einer dünnen Palladiumschicht auf der Substratoberfläche unter solchen Bedingungen gebildet, bei denen die Bildung dendritischer Strukturen nicht gefördert wird. Anschließend werden dann die metallischen Vorsprünge 13 und 23 auf den freiliegenden Oberflächen der Schichten 15 und 25 durch elektrolythisches Abscheiden von Palladium unter solchen Bedingungen aufgewachsen, die die Bildung dendritischer Strukturen fördern.The selection of the for the dendritic projections 13 and 23 and for the surface layers 15 and 25 of the metal used will be discussed individually. A good example of a metal that is suitable for both purposes is palladium. the Baseplates or substrates 14 and 24 are typically made of copper or some other metal commonly used for electrical conductors. Assuming that Palladium is selected, the surface layers 15 and 25: by electrolytic Deposition of a thin layer of palladium on the substrate surface below such conditions formed in which the formation of dendritic structures is not funded. Then the metallic projections 13 and 23 on the exposed surfaces of layers 15 and 25 by electrolytic Deposition of palladium grown under such conditions that the formation promote dendritic structures.

Die auf diese Weise hergestellten Vorsprünge 13 und 23 sind ziemlich klein. Die größte Höhe eines dieser Vorsprünge (Abmessung fl in Fig. 1) liegt im Bereich zwischen 0,1 bis 0,15 mm.The protrusions 13 and 23 made in this way are quite small. The greatest height of one of these projections (dimension fl in Fig. 1) is in Range between 0.1 to 0.15 mm.

In der hier dargestellten beispielsweisen Anwendung beträgt die Breite des gesamten Büschels von dendritischen Vorsprüngen für einen einzigen Kontakt (Abmessung D in Fig. 1) zwischen 0,5 und 0,8 mm. Wie in Fig. 1 angedeutet, sind die einzelnen ein solches Büschel bildenden Vorsprünge von unterschiedlicher Größe und unterschiedlicher Form und sind mehr oder weniger unregelmäßig miteinander gemischt.In the example application shown here, the width is of the entire cluster of dendritic protrusions for a single contact (dimension D in Fig. 1) between 0.5 and 0.8 mm. As indicated in Fig. 1, the individual such a tuft-forming projections of different sizes and different Shape and are mixed with each other more or less irregularly.

Fign. 8 und 9 zeigen mit einem Rasterelektronenmikroskop hergestellte Aufnahmen tatsächlich erzeugter aus Palladium bestehender dendritischer Anordnungen 12 oder 22, die nach einem noch zu beschreibenden Verfahren hergestellt worden sind, wobei die dort dargestellten dendritischen Vorsprünge 13 oder 23 gegenüber ihrer tatsächlichen Größe tausendfach vergrößert gezeigt sind. Eine typische Anordnung 12 weist dabei zwischen 3 000 und 20 000 dendritische Vorsprünge je Quadratmillimeter auf, wobei die tatsächlich vorhandene Anzahl in jedem Fall eine Funktion des bestimmten Anwendungsgebietes ist. Die Höhe der dendritischen Vorsprünge beträgt zwischen 10 und maximal 150 Mikrometer. Außerdem beträgt das Seitenverhältnis der dendritischen Vorsprünge, d. h. die Höhe eines Vorsprunges, geteilt durch den größten Durchmesser zwischen einem Kleinstwert von 4 und einem Größtwert von 10. Außerdem beträgt das Umrißverhältnis einer Anordnung 12, d. h. die gesamte Fläche für alle Vorsprünge in einer Anordnung, die beispielsweise durch senkrechte Ausleuchtung der Anordnung von oben bestimmt wird, dividiert durch die Fläche der leitenden Grundplatte, auf der die Anordnung von Vorsprüngen gebildet ist, zwischen 0,10 und 0,39.Figs. 8 and 9 show produced with a scanning electron microscope Recordings of dendritic arrays actually produced from palladium 12 or 22, which have been manufactured according to a process to be described, the dendritic projections 13 or 23 shown there opposite their actual size shown enlarged thousands of times. A typical arrangement 12 has between 3,000 and 20,000 dendritic protrusions per square millimeter on, the actual number in each case being a function of the particular Area of application is. The height of the dendritic protrusions is between 10 and a maximum of 150 micrometers. Also, the aspect ratio is dendritic Protrusions, d. H. the height of a protrusion divided by the largest diameter between a minimum value of 4 and a maximum value of 10. In addition, this is Outline ratio of an array 12, i. H. the total area for all protrusions in a Arrangement, for example, through vertical illumination the arrangement is determined from above, divided by the area of the conductive base plate, on which the array of projections is formed, between 0.10 and 0.39.

Im Zusammenhang mit den Fign. 2 und 3 soll eine beispielhafte Anwendung solcher dendritischer elektrischer Kontakte, wie sie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt sind, für neue und verbesserte elektrische Vielfachkontaktanschlüsse für elektronische Geräte dargestellt werden. Fign. 2 und 3 zeigen eine mit einer gedruckten Schaltung versehene Schaltungskarte 30, auf der eine Anzahl von hochintegrierten Schaltungen versehene Schaltungsmoduln angebracht sind. Diese Eloduln 31, 32 und 33 sind auf der Schaltungskarte 30 gezeigt. Ein viertes Modul 34 (Fig. 4) kann am Ort 35 der Karte 30 befestigt werden, ist jedoch in Fig. 2 nicht dargestellt, so daß eine Anordnung 36 von kleinen dendritischen Kontakten auf der Schaltungskarte 30 zum Herstellen von elektrischen Vielfach1#ntakten mit dem LSI-Modul 34 gezeigt werden kann.In connection with FIGS. 2 and 3 are intended to be an exemplary application such dendritic electrical contacts, such as those shown in FIG. 1, for example are, for new and improved electrical multiple contact connections for electronic Devices are represented. Figs. Figures 2 and 3 show one with a printed circuit board provided circuit board 30 on which a number of large scale integrated circuits provided circuit modules are attached. These modules 31, 32 and 33 are open of circuit board 30 is shown. A fourth module 34 (Fig. 4) can be at the location 35 of the Card 30 are attached, but is not shown in Fig. 2, so that an arrangement 36 of small dendritic contacts on the circuit board 30 for making of electrical multiple clocks with the LSI module 34 can be shown.

Eine gleichartige Anordnung 37 (Fig. 4) kleiner dendritischer Kontakte ist dabei an der Unterseite des LSI-Moduls 34 für eine entsprechende Kontaktverbindung mit den entsprechenden dendritischen Kontakten in der Anordnung 36 vorgesehen. Bei 38 sind Bohrungen in der Schaltungskarte 30 zur Aufnahme von Führungsstiften 39 (Fig. 4) gezeigt, die von der Unterseite eines LSI-#1oduls 34 herausragen.A similar arrangement 37 (Fig. 4) of small dendritic contacts is on the underside of the LSI module 34 for a corresponding contact connection provided with the corresponding dendritic contacts in the arrangement 36. at 38 are bores in the circuit card 30 for receiving guide pins 39 (Fig. 4) protruding from the bottom of an LSI # 1 module 34.

Im Laufe der Beschreibung soll hier nicht zwischen Schaltungskarte und Schaltungsplatte unterschieden werden. Beide Ausdrücke beziehen sich dabei auf die gleiche Art von Konstruk tion und sollen daher gleichlautend oder austauschbar miteinander benutzt werden.In the course of the description, it is not intended to be between circuit card and circuit board can be distinguished. Both expressions refer to the same type of construction and should therefore be identical or interchangeable be used with each other.

Jeder dendritische Kontakt 36a, 36b, 36c, der auf der Schaltungskarte befindlichen Anordnung 36, ist gleichartig aufgebaut wie der in Fig. 1 gezeigte Kontakt 10. Jeder dendritische Kontakt 37a, 37b, 37c usw., in der am Modul angebracht ten Anordnung 37, ist genauso aufgebaut wie der in Fig. 1 gezeigte und im Zusammenhang damit beschriebene Kontakt 20.Each dendritic contact 36a, 36b, 36c that is on the circuit board The arrangement 36 located there is constructed in the same way as that shown in FIG. 1 Contact 10. Any dendritic contact 37a, 37b, 37c, etc., attached to the module th arrangement 37 is constructed in the same way as that shown in FIG. 1 and in context contact described therewith 20.

Mehrfache elektrische Kontaktverbindungen werden daher in der Weise hergestellt, daß das Modul 34 in Richtung auf die Schaltungskarte 30 gedrückt wird, so daß die metallischen Vorsprünge der zusammengehörigen Kontakte miteinander in einen ineinandergreifenden, sich verkeilenden Eingriff kommen.Multiple electrical contact connections are therefore in the way made that the module 34 is pushed towards the circuit board 30, so that the metallic projections of the associated contacts with one another an interlocking, wedging engagement.

Beispielsweise kann die in Fig. 2 dargestellte Anordnung 36 insgesamt 400 einzelne dendritische Kontakte aufweisen, die auf einer quadratischen Fläche von 2,54 x 2,54 cm angebracht sind. In diesem Fall kann das leitende Substrat für jeden Kontakt die Form einer kreisförmigen Metallisierung mit einem Durchmesser von 0,5 mm und Abständen von 1,27 mm zwischen den Mittelpunkten benachbarter Metallisierungen annehmen. Die zugehörige Anordnung auf der Unterseite des Moduls 34 würde natürlich die gleichen Abmessungen aufweisen.For example, the arrangement 36 shown in FIG. 2 as a whole 400 individual dendritic contacts on a square surface 2.54 x 2.54 cm are attached. In this case, the conductive substrate can be used for each contact takes the form of a circular metallization with a diameter of 0.5 mm and distances of 1.27 mm between the centers of adjacent metallizations accept. The associated arrangement on the underside of the module 34 would of course have the same dimensions.

Diese Zahl von 400 Kontaktverbindungen sollte dabei mit den weniger als 100 (im allgemeinen 70-90) Kontakten verglichen werden, die unter Anwendung bisher üblicher Verfahren auf einer Fläche gleicher Größe untergebracht werden können.This number of 400 contact connections should be with the fewer compared to 100 (generally 70-90) contacts using previously common methods can be accommodated on an area of the same size.

Wie in Fig. 4 angedeutet, ist die Schaltungskarte 30 eine Mehrschichten-Schaltungskarte mit gedruckter Schaltung. Innen liegende Schichten aus Kupferfolie 40 und 41 liegen dabei zwischen aus nichtleitendem Material bestehenden Schichten 42, 43 und 44. Auf der oberen Oberfläche der obersten Isolierschicht 42 kann eine weitere Schicht aus Kupfer niedergeschlagen werden. Außerdem kann auf der unten liegenden Oberfläche der unteren Isolierschicht 44 ebenfalls eine weitere Supferschicht angebracht werden. Die Kupferschichten werden dabei in bekannter Weise zur Darstellung elektrischer Leitungsmuster geätzt, wobei die innen liegenden Schichten 40 und 41 natürlich vor Aufbringen der isolierenden Schichten entsprechend geätzt werden. Die Kontaktflächen, auf denen die dendritischen Kristalle aufgewachsen werden, werden in gleicher Weise gebildet. Mit anderen Worten werden die Kontaktflächen oder leitenden Substrate für die Kontakte 36a, 3Gb, 36c usw. auf der oben liegenden Oberfläche der Isolierschicht 42 dadurch gebildet, daß zunachst eine dünne, aus Kupfer bestehende Schicht dort niedergeschlagen und die nicht benötigten Teile dieser Kupferschicht aLgec,tzt werden.As indicated in Fig. 4, the circuit board 30 is a multilayer circuit board with printed circuit. Inner layers of copper foil 40 and 41 are located between layers 42, 43 and 44 made of non-conductive material. On the top surface of the topmost insulating layer 42 can be another layer to be cast down from copper. It can also be on the surface below of the lower insulating layer 44 also has one another super layer be attached. The copper layers are used for representation in a known manner etched electrical conduction pattern, with the inner layers 40 and 41 must of course be appropriately etched before applying the insulating layers. The contact surfaces on which the dendritic crystals are grown will become formed in the same way. In other words, the contact surfaces or are conductive Substrates for contacts 36a, 3Gb, 36c, etc. on top surface the insulating layer 42 is formed by initially a thin, made of copper Layer deposited there and the unneeded parts of this copper layer aLgec, be tzt.

Dabei ist die Kontaktfläche des Kontaktes 36b beispielsweise mit einem Leiter in der Kupferfolienschicht 40 verbunden, während die Kontaktfläche für den Kontakt 36c mit einem Leiter in der Kupferfolienschicht 41 elektrisch verbunden ist. Dies wird dadurch erreicht, daß durch die an der Oberfläche liegenden Kontaktflächen und durch die entsprechenden Isolierschichten Bohrungen mit kleinem Durchmesser hergestellt werden, die anschließend mit leitendem Material ausgefüllt werden. Das die elektrische Verbindung für die Kontaktfläche 36b darstellende leitende Material ist bei 45 dargestellt, während das die leitende Verbindung für die Kontaktfläche 36c darstellende leitende Material bei 46 gezeigt ist. Diese Verbindungen zwischen Kontaktfläche und innen liegender Kupferfolie werden hergestellt, bevor auf den Kontaktflächen die dendritischen Kristalle aufgewachsen werden. Die elektrische Verbindung für die Kontaktfläche des Kontaktes 36a wird mit Hilfe der auf der Isolierschicht 142 liegenden Kupferschicht hergestellt, dies ist jedoch für eine vereinfachte Darstellung nicht gezeigt.The contact surface of the contact 36b is, for example, with a Conductor connected in the copper foil layer 40, while the contact surface for the Contact 36c electrically connected to a conductor in the copper foil layer 41 is. This is achieved by the contact surfaces lying on the surface and small-diameter holes through the corresponding insulating layers which are then filled with conductive material. That conductive material constituting the electrical connection for pad 36b is shown at 45, while that is the conductive connection for the contact surface Conductive material representative of 36c is shown at 46. These connections between Contact surface and internal copper foil are made before the Contact surfaces the dendritic crystals are grown on. The electric Connection for the contact surface of the contact 36a is made with the help of the on the insulating layer 142 lying copper layer, but this is for a simplified illustration Not shown.

Elektrische Mehrfach-Anschlußverbindungen für die anderen Moduln 31 bis 33 werden in gleicher Weise vorgesehen, wie dies soeben für das Modul 34 beschrieben worden ist.Multiple electrical connections for the other modules 31 to 33 are provided in the same way as just described for module 34 has been.

Wie in Fign. 2 und 3 gezeigt, werden die Moduln 31 bis 34 auf der Schaltungskarte 30 mittels langgestreckter Leisten 47, die an der Schaltungskarte 30 befestigt sind, sowie durch Querleisten 48 gehalten, deren Enden an den Leisten 47 mit kleinen Schrauben 49 angeschraubt sind. Wie in Fig. 3 gezeigt, liegen die Leisten 48 auf der Oberseite der Moduln auf, so daß sich diese durch Erschütterungen oder Vibrieren nicht von der Schaltungskarte 30 loslösen können. Durch diese mechanische Anordnung werden die metallischen Vorsprünge der zusammengehörigen dendritischen Kontakte in sich verkeilendem Eingriff miteinander gehalten. Die durch die Leisten 48 ausgeübte Kraft ist dabei eher eine Haltekraft, als eine Andruckkraft. Sie hat daher einen relativ kleinen Wert.As in FIGS. 2 and 3, the modules 31 to 34 are shown on the Circuit card 30 by means of elongated strips 47, which are attached to the circuit card 30 are attached, as well as held by transverse strips 48, the ends of which on the strips 47 are screwed on with small screws 49. As shown in Fig. 3, the Strips 48 on the top of the modules so that they are shaken by shocks or vibration cannot detach itself from the circuit board 30. Through this mechanical Arrangement, the metallic projections of the associated dendritic Contacts held in wedging engagement with one another. The ones through the ledges The force exerted is more of a holding force than a pressing force. she has hence a relatively small value.

Fign. 2 und 3 zeigen ferner die Verwendung dendritischer Kontakte zum Anschluß von Vielfachflachkabeln an der Schaltungskarte oder Platte. Die kartenseitigen Enden von vier verschiedenen Flachkabeln 50, 51, 52 und 53 sind in Fig.Figs. Figures 2 and 3 also show the use of dendritic contacts for connecting multiple flat cables to the circuit board or board. The card-side Ends of four different flat cables 50, 51, 52 and 53 are shown in Fig.

dargestellt. Wie aus der Ansicht in Fig. 5 zu sehen, sind diese Flachkabel 50 bis 53 in der Nähe der Kante der Schaltungsplatte 30 mit U-förmigen Andruckpolstern 54 bis 57 und 1entsprechenden U-förmigen Klammern 58 bis 61 festgehalten.shown. As seen from the view in Fig. 5, these are flat cables 50 to 53 near the edge of the circuit board 30 with U-shaped pressure pads 54 to 57 and 1 corresponding U-shaped brackets 58 to 61 held.

Die Andruckpolster 54 bis 57 bestehen aus Gummi oder einem anderen verformbaren, nichtleitenden Material.The pressure pads 54 to 57 are made of rubber or another deformable, non-conductive material.

Wie in der Ansicht von unten in Fig. 6 gezeigt, besteht jedes der Flachkabel, wie das dort gezeigte Flachkabel 50, aus einer größeren Anzahl flacher elektrischer Leiter 62, die nebeneinander angeordnet und zwischen zwei Schichten aus nichtleitendem Material eingeschlossen sind. Die Leiter 62 können beispielsweise dünne Streifen aus Kupferfolie sein, die in einem biegsamen Kunststoffmaterial eingebettet sind.As shown in the bottom view in Fig. 6, each of the Flat cables, such as the flat cable 50 shown there, from a large number of flat cables electrical conductors 62 arranged side by side and between two layers made of non-conductive material are included. The conductors 62 can, for example be thin strips of copper foil, those in a pliable plastic material are embedded.

In der Nähe des Endes eines jeden Kabels ist ein Paar von Führungsstiftboilrungen 63 vorgesehen, die der Aufnahme entsprechender Führungsstifte 64 dienen, die geringfügig über die Oberfläche der Schaltungsplatte 30 hinausragen. Fig. 7 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Teils der Schaltungskarte 30, an der das Flachkabel 50 angeschlossen ist. Diese Figur hat den gleichen Maßstab wie die vergrößerte Ansicht des Flachkabels 50 in Fig. 6.Near the end of each cable are a pair of guide pin holes 63 provided, which serve to accommodate corresponding guide pins 64, which are slightly protrude beyond the surface of the circuit board 30. Fig. 7 shows an enlarged View of the part of the circuit board 30 to which the flat cable 50 is connected is. This figure is on the same scale as the enlarged view of the flat cable 50 in FIG. 6.

Ein Vielfachkontaktanschluß für eine Verbindung der einzelnen Leiter des Flachkabels 50 mit einer entsprechenden Gruppe von Leitern auf der gedruckten Schaltungskarte wird durch Bildung einer linearen Anordnung dendritischer Kontakte unmittelbar auf dem Flachkabel 50 und ferner durch Bildung einer entsprechenden linearen Anordnung von dendritischen Kontakten in der Nähe der Kante der Schaltungskarte 30 hergestellt. Insbesondere werden am Ende des Kabels 50 kleine elektrische Kontaktflächen 65 dadurch gebildet, daß man das über den Leitern 62 liegende Isoliermaterial entweder abschabt oder sonst entfernt. Ein dünner Oberflächenüberzug aus einem Edelmetall wird dann auf jeder der freiliegenden Kontaktflächen 65 galvanisch aufgebracht, worauf dann auf dieser Oberflächenschicht jeder dieser Kontaktflächen die dendritischen metallischen Vorsprünge aufgewachsen werden.A multiple contact connection for connecting the individual conductors of the flat cable 50 with a corresponding group of conductors on the printed Circuit board is made by forming a linear array of dendritic contacts directly on the flat cable 50 and further by forming a corresponding one linear arrangement of dendritic contacts near the edge of the circuit board 30 manufactured. In particular, there are small electrical contact areas at the end of the cable 50 65 formed by the fact that the insulating material lying over the conductors 62 is either scraped off or otherwise removed. A thin surface coating made of a precious metal is then applied galvanically to each of the exposed contact surfaces 65, whereupon on this surface layer of each of these contact surfaces the dendritic metallic protrusions are grown.

Der Einfachheit halber sind diese dendritischen Kristalle in Fig. 6 nicht dargestellt.For the sake of simplicity, these dendritic crystals are shown in Fig. 6 not shown.

Zusainmenpassende dendritische Kontakte werden auf einer entsprechenden Anordnung kleiner Kontaktflächen 66 auf der Schaltungskarte 30 gebildet, wie dies Fig. 7 zeigt. Jede der Kontaktflächen 66 besteht aus einem Stück Kupferfolie, das auf der Oberfläche der Schaltungskarte 30 angebracht ist.Matching dendritic contacts are on a corresponding Arrangement of small contact areas 66 formed on circuit board 30 like this Fig. 7 shows. Each of the contact surfaces 66 consists of a piece of copper foil that is attached to the surface of the circuit board 30.

In jedem Fall wird auf der oben liegenden Oberfläche der Kupferfolie der Kontaktfläche eine Schicht aus einem Edelmetall galvanisch aufgebracht, worauf auf der Oberfläche des Edelmetallüberzugs ein Büschel dendritischer Metallvorsprünge aufgewachsen wird. Wiederum sind in der Darstellung der Fig.In either case, the copper foil is on the top surface the contact surface is a layer of a noble metal galvanic applied, whereupon a tuft of dendritic on the surface of the precious metal coating Metal protrusions is grown. Again, in the illustration of Fig.

7 der Einfachheit halber die dendritischen Vorsprünge weggelassen.7 the dendritic projections are omitted for the sake of simplicity.

Das Flachkabel 50 wird an der Schaltungskarte 30 dadurch befestigt, daß man das beispielsweise in Fig. 6 gezeigte Kabel 50 in die in Fig. 5 gezeigte Lage herumdreht und die Bohrungen 63 für die Führungsstifte 64 auf diese aufsetzt. Anschließend wird das Andruckpolster 54 über die überlappenden Abschnitte des Flachkabels 50 und der Schaltungskarte 30, wie in Fig. 3 gezeigt, aufgeschoben, worauf dann die Federklammer 58 über das Andruckpolster 54 aufgeschoben und in die in Fig. 3 gezeigte Position gebracht wird. Auf diese Weise werden dann die dendritischen Vorsprünge der Kon£aktflächen 65 des Kabels 50 in sich verkeilendem Eingriff mit den dendritischen Vorsprüngen der entsprechenden Kontaktbereiche 66 auf der Schaltungskarte 30 in Eingriff gehalten.The flat cable 50 is attached to the circuit board 30 by that the cable 50 shown for example in FIG. 6 in that shown in FIG Turns the position around and places the holes 63 for the guide pins 64 on them. The pressure pad 54 is then placed over the overlapping sections of the flat cable 50 and the circuit board 30, as shown in Fig. 3, pushed on, whereupon the spring clip 58 is pushed over the pressure pad 54 and into the position shown in FIG. 3 position shown is brought. In this way, then, the dendritic protrusions become of the contact surfaces 65 of the cable 50 in wedging engagement with the dendritic ones Projections of the corresponding contact areas 66 on the circuit board 30 in FIG Engagement held.

Jede der Kontaktflächen 66 auf der Schaltungskarte 30 ist mit einem anderen, aus Kupferfolie bestehenden Leiter 67 auf Her gedruckten Schaltungskarte verbunden. Für eine mehrschichtige Schaltungskarte können einzelne dieser Leiter 67 Wuf der Oberfläche der Schaltungskarte 30 liegen, während andere dieser Leiter im inneren auf verschiedenen Ebenen inerhalt der Schaltungskarte 30 liegen können. In diesen Fällen werden elektrische Verbindungen durch Herstellen von Bohrungen kleinen Durchmessers gebildet, die, wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben, mit einem leitenden Material ausgefüllt werden. Die einzelnen Kontaktflächen 66 auf der Schaltungskarte 30 haben die gleichen Abmessungen wie die ontaktflächen 65 am Flachkabel 50. Die Breite einer jeden derartigen Kontaktfläche 65 oder 66 ist die gleiche wie die Breite eines der Leiter 62 des Flachkabels, wobei diese Breite beispielsweise 0,254 ma betragen kann. Die Länge jeder Kontaktfläche 65 oder 66 kann etwa doppelt so groß sein, mit anderen Worten etwa 0,5 mm betragen.Each of the contact areas 66 on the circuit board 30 is provided with a another conductor 67 made of copper foil on Her printed circuit board tied together. For a multilayer circuit board, individual conductors can be used 67 Wuf the surface of the circuit board 30 lie while others these conductors The circuit board 30 may be contained inside at different levels. In these cases electrical connections are made by drilling holes formed small diameter, which, as described in connection with Fig. 4, be filled with a conductive material. The individual contact surfaces 66 on the circuit board 30 have the same dimensions as the contact areas 65 on flat cable 50. The width of any such contact surface 65 or 66 is the same as that Width of one of the conductors 62 of the flat cable, this width can be, for example, 0.254 ma. The length of each contact area 65 or 66 can be about twice as large, in other words about 0.5 mm.

Die Anschlußverbindungen für die anderen Flachkabel 51 bis 53 sind genauso aufgebaut wie für das Flachkabel 50, mit dem einzigen Unterschied, daß entsprechend der unterschiedlichen Anzahl von elektrischen Leitern in den anderen Flach kabeln 51 bis 53 unterschiedliche Anzahlen dendritischer Kontakte vorgesehen sind.The connection connections for the other flat cables 51 to 53 are constructed in the same way as for the flat cable 50, the only difference being that accordingly the different number of electrical conductors in the other flat cables 51 to 53 different numbers of dendritic contacts are provided.

Wie man aus den bisher beschriebenen Beispielen erkennt, lassen sich gemäß der Erfindung aufgebaute elektrische Kontakte zum Aufbau lösbarer Vielfachkontaktverbindungen benutzen, die nur sehr wenig Raum einnehmen. Für jeden Anschlußpunkt sind keine gesonderten Federanordnungen erforderlich, und die Kontakte können sehr klein gehalten werden. Der dabei eingesparte Platz läßt sich bei der bisher beschriebenen Kontaktierung zwischen LSI-Modul und Schaltungskarte dazu benutzen, daß für eine vorgegebene Fläche eine wesentlich größere Anzahl voneinander unabhängiger elektrischer Anschlüsse hergestellt werden kann.As can be seen from the examples described so far, can Electrical contacts constructed according to the invention for the construction of detachable multiple contact connections that take up very little space. There are none for each connection point separate spring arrangements are required, and the contacts can be kept very small will. The space saved in this way can be achieved with the contacting described so far between the LSI module and the circuit board to use that for a given area a much larger number of independent electrical connections can be produced.

Von beträchtlicher Bedeutung ist auch die Tatsache, daß die Kosten für eine elektrische Vielfachkontaktverbindung gemäß der Erfindung wesentlich geringer gehalten werden können als bei bisher bekannten Mehrfachkontaktverbindungen. Dies ergibt sich insbesondere dadurch, daß für die verschiedenen Anschlußpunkte die einzelnen Kontaktfedern und Kontaktstifte weggelassen werden können und daß auch die beim Fussmenbau der Kontaktverbindungen erforderlichen Arbeiten entfallen. Bei der Verwendung von Flachkabeln ergibt sich weiterhin eine rbeträchtliche Einsparung dadurch, daß das Kabel auf jede beliebige Länge und für jede beliebige Anzahl von Leitern zurecht geschnitten werden kann. Die Anzahl der auf der Schaltungskarte angebrachten Kontakte läßt sich leicht für jede beliebige Anzahl von Leitern im Flachkabel verändern.Also of considerable importance is the fact that the cost for an electrical multiple contact connection according to the invention is much lower can be maintained than with previously known multiple contact connections. this results in particular from the fact that for the various connection points the individual Contact springs and contact pins can be omitted and that also when There is no need for any work necessary to construct the contact connections. When using of flat cables there is also a considerable saving in that the cable to any length and for any number of conductors rightly can be cut. The number of contacts placed on the circuit board can be easily changed for any number of conductors in the flat cable.

Die Herstellung eines gemäß der Erfindung aufgebauten elektrischen Kontaktes soll nunmehr im einzelnen beschrieben werden, wobei der Kontakt 10 in Fig. 1 für die Beschreibung als Modell dienen soll. In dieser Hinsicht sollen die kleinen metallischen Vorsprünge 13, die tatsächlich die elektrische Verbindung herstellen, vorzugsweise aus einem Metall bestehen, das sowohl elektrisch leitend, mechanisch elastisch ist und sich bei Zimmertemperatur bei normaler Umgebung nicht nachteilig verändert. Eine nachteilige Veränderung soll beispielsweise bedeuten, daß die freiliegende Oberfläche des Metalls sich mit einem haftenden Korrosionsfilm, wie z.B. einer Oxidschicht oder einer Sulfidschicht oder dgl., überzieht. Mit federnd oder elastisch soll hier gemeint sein, daß das Metall der dendritischen Vorsprünge nach Lösen der Kontaktverbindung seine ursprünglich Form ohne bleibende Verformung wieder annimmt. Daher sind die metallischen Vorsprünge 13 federnd, so daß sie sich bei einem ineinandergreifenden Eingriff und einem sich verkeilenden Kontakt mit einem gegenüberliegenden Kontakt gleicher Art etwas verformen und sofort wieder ihre ursprüngliche Form und Lage annehmen, wenn der zugehörige Kontakt entfernt wird.The manufacture of an electrical constructed according to the invention Contact will now be described in detail, the contact 10 in Fig. 1 is intended to serve as a model for the description. In this regard, the small metallic protrusions 13 that actually make the electrical connection, preferably consist of a metal that is both electrically conductive, mechanically is elastic and is not disadvantageous at room temperature in normal surroundings changes. A disadvantageous change should mean, for example, that the exposed The surface of the metal becomes covered with an adherent corrosion film, such as an oxide layer or a sulfide layer or the like. With springy or elastic is supposed to be here be meant that the metal of the dendritic projections after loosening the contact connection resumes its original shape without permanent deformation. Hence the metallic projections 13 resilient, so that they are in an interlocking Engagement and a wedging contact with an opposing contact deform something of the same kind and immediately restore their original shape and position accept if the associated contact is removed.

Entsprechend diesen Forderungen bestehen die metallischen Vorsprünge 13 vorzugsweise aus einem Edelmetall, das aus der aus Palladium, Platin, Rhodium, Iridium, Ruthenium oder Osmium bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Jedes dieser Metalle ist elektrisch leitend, läuft bei Zimmertemperatur nicht an und kann bei der Herstellung eine mechanische Elastizität erhalten. Wegen der etwas geringeren Kosten ist Palladium wahrscheinlich die günstigste Wahl.The metallic projections exist in accordance with these requirements 13 preferably made of a noble metal, which consists of palladium, platinum, rhodium, Iridium, ruthenium or osmium existing group is selected. Any of these metals is electrically conductive, does not tarnish at room temperature and can be used during manufacture obtain mechanical elasticity. Because of the slightly lower cost, it is palladium probably the cheapest choice.

Die dendritisch aufgewachsenen Strukturen, die hier als metallische Vorsprünge 13 dargestellt sind, werden manchmal als Dendriten bezeichnet. Sie können je nach den Parametern bei der Galvanisierung, unter welchen sie aufwachsen, unterschiedliche Formen annehmen. Für die Herstellung von Kontakten eignen sich nadelförmige oder speerspitzenförmige dendritische Formen, wie sie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt sind, wohl am besten. Eine etwas andere Art, die sich ebenfalls für manche Zwecke gut zu eignen scheint, wird dadurch erhalten,# daß man an der Spitze der nadelartigen Strukturen kleine pilzartige Köpfe entstehen läßt. Dadurch erhält man ein noch besseres selbsthaltendes oder selbstsperrendes Verhalten, wenn dies erwünscht ist.The dendritically grown structures, shown here as metallic Projections 13 shown are sometimes referred to as dendrites. You can different depending on the electroplating parameters under which they are grown Take shape. Needle-shaped or needle-shaped contacts are suitable for making contacts Spearhead-shaped dendritic shapes, such as those shown in FIG. 1, for example are, probably the best. A slightly different type that can also be used for some purposes Seems to be well suited, is obtained by # that one at the tip of the needle-like Structures small mushroom-like heads can arise. This gives you an even better one self-retaining or self-locking behavior, if this is desired.

Der dünne galvanische Überzug 15 besteht vorzugsweise ebenfalls aus einem Edelmetall. Der Zweck der Schicht 15 besteht darin, eine dichte kompakte, porenfreie korrosionsfeste Oberfläche zu bilden, auf der die dendritischen Vorsprünge 13 aufgewachsen werden können. Dadurch ergibt sich eine bessere Verbindung, Korrosion wird verhindert, ebenso unerwünschte galvanische Veränderungen. Diese Schicht 15 kann dabei aus jeden der obengenannten, für die dendritischen Vorsprünge 13 benutzten lIetallen hergestellt werden. Für die Schicht 15 ist es jedoch nicht erforderlich, daß das Metall elastisch ist. Somit kann auch ein unelastisches Edelmetall, wie z.B. Gold, für die Schicht 15 benutzt werden.The thin galvanic coating 15 is preferably also made of a precious metal. The purpose of layer 15 is to provide a dense compact, to form pore-free corrosion-resistant surface on which the dendritic protrusions 13 can be grown up. This results in a better connection, corrosion is prevented, as well as undesirable galvanic changes. This layer 15 can use any of the above for the dendritic projections 13 be made of metals. For layer 15, however, it is not necessary that the metal is elastic. This means that an inelastic precious metal such as e.g. gold, can be used for layer 15.

Das leitende Element oder leitende Substrat 14 ist mindestens ein Teil der elektrischen Schaltung oder Verdrahtung, an der der Kontakt hergestellt werden soll. Dieses leitende Element kann daher die Form eines Drahtes, Stiftes, Stabes, einer Kontaktfahne, einer Platte, einer Folie oder dgl. annehmen. Normalerweise besteht das Substrat 14 aus Kupfer, obwohl es auch aus irgendeinem anderen Metall bestehen kann, das normalerweise für elektrische Leiter benutzt wird. Sollte das Substrat 14 aus einem nicht anlaufenden Edelmetall bestehen, das die entsprechenden Oberflächeneigenschaften aufweist, dann kann die durch Galvanisieren aufgebrachte dünne Oberflächenschicht 15 wegfallen.The conductive element or substrate 14 is at least one Part of the electrical circuit or wiring to which contact is made shall be. This conductive element can therefore take the form of a wire, pin, Stick, a contact tab, a plate, a film or the like. Accept. Normally the substrate 14 is made of copper, although it is some other metal can exist normally used for electrical conductors will. Should the substrate 14 consist of a non-tarnishing noble metal that has the appropriate surface properties, then this can be done by electroplating applied thin surface layer 15 are omitted.

Die dendritischen Strukturen oder Vorsprünge 13 werden vorzugsweise galvanisch unter unüblichen Betriebsbedingungen erzeugt. Während normaler galvanischer Herstellung von überzügen wird im allgemeinen große Sorgfalt auf die Verhinderung des Entstehens dendritischer Strukturen verwandt. Für die Zwecke der Erfindung werden die normalen und üblichen Verfahrensregeln bei der Galvanisierung bewußt verletzt, um damit das Aufwachsen dendritischer Strukturen zu fördern. Insbesondere werden die dendritischen Strukturen oder Vorsprünge 13 gemäß der Erfindung dadurch erzeugt, daß das Galvanisieren bei einer höheren als der normalen Stromdichte durchgeführt wird, während die elektrolythische Lösung eine geringere als übliche Konzentration an Metallionen aufweist. Normale Arbeitsbedingungen sollen durch solche Werte gekennzeichnet sein, die eine dichte, kompakte, porenfreie Oberfläche liefern.The dendritic structures or protrusions 13 are preferred galvanically generated under unusual operating conditions. During normal galvanic In general, great care is taken to prevent the manufacture of coatings related to the emergence of dendritic structures. For the purposes of the invention will be deliberately violates the normal and customary procedural rules during electroplating, in order to promote the growth of dendritic structures. In particular, be the dendritic structures or projections 13 produced according to the invention by that the electroplating is carried out at a higher than normal current density becomes, while the electrolytic solution has a lower than usual concentration of metal ions. Normal working conditions should be characterized by such values that provide a dense, compact, pore-free surface.

Im Gegensatz dazu wird die Oberflächenschicht 15 elektrolythisch unter normalen Arbeitsbedingungen erzeugt, bei denen die Bildung von dendritischen Strukturen nicht gefördert wird.In contrast, the surface layer 15 becomes electrolytically beneath normal working conditions are generated in which the formation of dendritic structures is not funded.

Eine für die Zwecke der Erfindung, d.h. für das Aufwachsen dendritischer Strukturen aus Palladium, geeignete Galvanisier-, lösung besteht dabei aus einer Lösung von Wasser (H20), Ammoniak (NH3), Ammoniumchlorid (NH4Cl) und Palladoamminchlorid (Pd(NH3)2Cl2). Die Konzentrationen der Zusammensetzung, die besonders gut brauchbar sind, liegen in dem Bereich pd+2 bei 20 bis 50 Millimolar Cl bei 2 bis 5 Molar NH3 für einen pH-Wert im Bereich zwischen 9,0 und 10,5.One for the purposes of the invention, i.e. for growing dendritic ones Structures made of palladium, suitable electroplating, solution consists of one Solution of water (H20), ammonia (NH3), ammonium chloride (NH4Cl) and palladoammine chloride (Pd (NH3) 2Cl2). The concentrations of the composition that are particularly useful are in the area pd + 2 at 20 to 50 millimolar Cl at 2 to 5 molar NH3 for a pH value in the range between 9.0 and 10.5.

Vergleichsweise würde eine normale Konzentration von Palladiumionen in der Größenordnung von 100 Millimolar liegen, verglichen mit dem oben angegebenen Bereich von 20 bis 50 Millimolar.By comparison, a normal concentration of palladium ions would be on the order of 100 millimolar compared to that given above Range from 20 to 50 millimolar.

Angenommen die Oberflächenschicht 15 wurde bereits elektrolythisch erzeugt, dann wird der Gegenstand, auf dem die aus Palladium bestehenden dendritischen Strukturen aufgewachsen werden sollen, in ein elektrolythisches Bad mit den oben angegebenen Werten eingebracht und derart elektrisch angeschlossen, daß der Gegenstand für die Galvanisierung die Kathode bildet. Jede leitende Oberfläche des Gegenstandes, auf dem keine dendritischen Kristalle aufgewachsen werden sollen, wird vor Einbringen in das galvanische Bad mit einer dünnen Schicht aus Isoliermaterial überzogen. Anschließend wird zwischen der durch den Gegenstand gebildeten Kathode und einer ebenfalls in das Bad eingetauchten, als Anode wirkenden Elektrode eine Gleichspannung angeschlossen. Dann wird durch das galvanische Bad ein höherer Strom als normalerweise üblich hindurchgeleitet, so daß auf der freiliegenden Oberfläche des Gegenstandes dendritische metallische Vorsprünge aufwachsen.Suppose the surface layer 15 has already become electrolytic generated, then the object on which the dendritic made of palladium Structures are meant to be grown in an electrolytic bath with the above given values introduced and electrically connected in such a way that the object forms the cathode for electroplating. Any conductive surface of the object on which no dendritic crystals are to be grown, is prior to introduction coated in the galvanic bath with a thin layer of insulating material. Afterward is between the cathode formed by the object and a likewise in When the electrode was immersed in the bath, a direct voltage was connected to it, which acts as an anode. Then a higher current than usual is passed through the galvanic bath, so that on the exposed surface of the object dendritic metallic Growing up ledges.

Zu diesem Zweck wurde eine Stromdichte in der Größenordnung von 100 mA/cm2 für brauchbar befunden. Die normale Stromdichte für die galvanische Erzeugung einer Palladiumschicht ohne das Aufwachsen dendritischer Strukturen liegt in der Größenordnung von 10 mA/cra2. In beiden Fällen werden diese Werte der Stromdichte an der Kathodenoberfläche gemessen.For this purpose, a current density in the order of 100 mA / cm2 found useful. The normal current density for galvanic generation a palladium layer without the growth of dendritic structures lies in the Of the order of 10 mA / cra2. In both cases these values are the current density measured on the cathode surface.

Ist es erwünscht, gleichzeitig auf mehreren getrennten Kontaktbereichen dendritische Vorsprünge aufwachsen zu lassen, dann ist es notwenig, das jeder dieser Bereiche während des Herstellens des galvanischen Über zuges mit der negativen Klemme einer Gleichstromquelle verbunden ist. Für den Fall des in Fig. 6 dargestellten Flachkabels kann dies in der Weise geschehen, daß die fernen Enden der Leiter 62 an der negativen Klemme der Gleichstromyuelle angeschlossen werden und daß man das Ende mit den Kontaktflächen 65 in das galvanische Bad eintaucht. Für mehrfache Kontaktflächen auf einer Schaltungskarte, wie z.B. in Fig. 4 oder Fig. 7, läßt sich ein gleichzeitiges dendritisches Aufwachsen dadurch erreichen, daß man die durch Kupferfolie gebildeten Verbindungen zwischen den Kontaktflächen für eine Zusammenschaltung bestehen läßt und daß man diese Verbindungen nach Aufwachsen der dendritischen Vorsprünge auf den gewünschten Kontaktflächen labätzt.It is desirable to use several separate contact areas at the same time To let dendritic protrusions grow, then it is necessary that each of these Areas during the production of the galvanic over train with the negative terminal connected to a DC power source. In the case of that shown in FIG Flat cable this can be done in such a way that the distal ends of the conductors 62 be connected to the negative terminal of the direct current source and that the The end with the contact surfaces 65 is immersed in the galvanic bath. For multiple contact surfaces on a circuit board such as Fig. 4 or Fig. 7, a simultaneous Achieve dendritic growth in that one formed by copper foil Connections between the contact surfaces for interconnection can exist and that these connections are made after the dendritic protrusions have grown on etches the desired contact surfaces.

Fign. d;,8 und 9 zeigen Fotografien tatsächlich hergestellter dendritischer Strukturen, wie sie durch Galvanisierung mit Palladium in der oben beschriebenen Weise erzeugt werden.Figs. d;, 8 and 9 show photographs of actually made dendritic ones Structures such as those described above by electroplating with palladium Way to be generated.

Diese Fotograf ien wurden mit einem Rasterelektronenmikroskop hergestellt, und die dort gezeigten dendritischen Strukturen sind gegenüber ihrer tatsächlichen Größe etwa 1000fach vergröber dargestellt.These photographs were taken with a scanning electron microscope, and the dendritic structures shown there are opposite to their actual ones Size shown roughly 1000 times coarser.

Gemäß den Kenntnissen und der Erfahrungen der Anmelderin stellt das galvanische Erzeugen von dendritischen Strukturen unter den soeben beschriebenen, neuartigen Betriebsbedingungen das bisher bevorzugte Verfahren dar. Dies sei jedoch nicht als eine stillschweigende Beschränkung des Verfahrens beim Herstellen dendritischer Strukturen aufzufassen, da es auch andere Verfahren gibt, mit denen derartige Strukturen hergestellt werden können. Solche Verfahren sind beispielsweise stromlose Verfahren, bei denen die Reduktion chemisch, ohne die Verwendung von Elektroden oder einem elektrischen Strom erzielt wird, Elektroformierung und chemischer Niederschlag aus der Dampfphase.According to the applicant's knowledge and experience, the galvanic production of dendritic structures under the just described, novel operating conditions represent the previously preferred method. However, this is not as an implied limitation on the process in making dendritic ones Structures to be understood, as there are also other methods with which such structures manufactured can be. Such methods are for example electroless processes in which the reduction is done chemically without the use of electrodes or an electric current, electroforming and chemical deposition from the vapor phase.

Claims (21)

PATEN TA N SPRÜCHE 1. Elektrische Kontaktverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontakt (10, 20; 11, 21) aus einer Grundplatte (14, 24) und einer darauf befindlichen dendritischen Anordnung besteht, die mit einem entsprechend aufgebauten gleichartigen Kontakt lösbar in Eingriff bringbar ist. PATEN TA N SPRÜCHE 1. Electrical contact connection, characterized in that that each contact (10, 20; 11, 21) consists of a base plate (14, 24) and one on it located dendritic arrangement is made with a correspondingly constructed similar contact is releasably engageable. 2. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dendritische Anordnung aus einer Gruppe von dendritischen Vorsprüngen (13, 23) besteht, die sich von der Grundplatte aus gesehen, von dieser weg erstrecken.2. Electrical contact connection according to claim 1, characterized in that that the dendritic arrangement consists of a group of dendritic projections (13, 23), which, viewed from the base plate, extend away from the latter. 3. Elektrische Kontaktverbindungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der Vorsprünge (13, 23) nadelartig geformt ist.3. Electrical contact connections according to claim 2, characterized in that that the majority of the projections (13, 23) is shaped like a needle. 4. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der Vorsprünge (13, 23) speerspitzenartig geformt ist.4. Electrical contact connection according to claim 1 and 2, characterized in that that the majority of the projections (13, 23) is shaped like a spearhead. 5. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge dendritische Struktur aufweisen.5. Electrical contact connection according to claim 2, characterized in that that the projections have a dendritic structure. 6. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge Dendriten sind.6. Electrical contact connection according to claim 2, characterized in that that the protrusions are dendrites. 7. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge elastisch verformbar sind.7. Electrical contact connection according to claim 2, characterized in that that the projections are elastically deformable. 8. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge federnd sind.8. Electrical contact connection according to claim 2, characterized in that that the projections are resilient. 9. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Vorsprünge im Sub-Millimeterbereich liegen.9. Electrical contact connection according to claim 2, characterized in that that the dimensions of the projections are in the sub-millimeter range. 10. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge aus einem Edelmetall bestehen.10. Electrical contact connection according to claim 2, characterized in that that the projections are made of a noble metal. 11. Elektrische Kontaktverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dendritischen Vorsprünge (13, 23) aus einem Metall bestehen, das aus der Palladium, Platin, Rhodium, Iridium, Ruthenium und Osmium enthaltenden Gruppe ausgewählt ist.11. Electrical contact connection according to one or more of the claims 1 to 9, characterized in that the dendritic projections (13, 23) from one Composed of the palladium, platinum, rhodium, iridium, and ruthenium metal Osmium-containing group is selected. 12. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dendritischen Vorsprünge aus einem Material bestehen, das bei Zimmertemperatur in normaler Zimmeratmosphäre keinen anhaftenden Korrosionsüberzug bildet.12. Electrical contact connection according to claim 11, characterized in that that the dendritic projections are made of a material that is at room temperature does not form an adherent corrosion coating in a normal room atmosphere. 13. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (14, 24) an ihrer Oberfläche, auf der die dendritischen Vorsprünge hergestellt werden sollen, eine dünne Schicht aus einem Edelmetall aufweist.13. Electrical contact connection according to claim 12, characterized in that that the base plate (14, 24) on its surface on which the dendritic projections to be produced has a thin layer of a noble metal. 14. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge galvanisch unter solchen Bedingungen erzeugt sind, die eine Bildung dendritischer Strukturen auf der zu galvanisierenden Oberfläche fördern.14. Electrical contact connection according to claim 1 and 2, characterized in that that the projections are produced by electroplating under such conditions that formation Promote dendritic structures on the surface to be electroplated. 15. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge galvanisch bei einer höheren als der üblichen Stromdichte mit einer Bad lösung erzeugt sind, die eine geringere als die übliche Konzentration von Metallionen enthält.15. Electrical contact connection according to claim 14, characterized in that that the projections galvanically at a higher than the usual current density with a bath solution that has a lower than the usual concentration of metal ions. 16. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge ein Seitenverhältnis zwischen 4 und 10 aufweisen.16. Electrical contact connection according to claim 1 or 2, characterized in that that the projections have an aspect ratio between 4 and 10. 17. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge ein Umrißverhältnis in Bezug auf die Grundplatte von mindestens 0,10 aufweisen.17. Electrical contact connection according to claim 2, characterized in that that the projections have an outline ratio with respect to the base plate of at least 0.10. 18. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Umrißverhältnis in Beziehung auf die Grundplatte zwischen 0,10 und 0,39 liegt.18. Electrical contact connection according to claim 17, characterized in that that the outline ratio in relation to the base plate is between 0.10 and 0.39 lies. 19. Elektrische Kontaktverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der dendritischen Vorsprünge je Quadratmillimeter der Fläche der Grundplatte zwischen 3 000 und 20 000 beträgt.19. Electrical contact connection according to one of the preceding claims, characterized in that the number of dendritic projections per square millimeter the area of the base plate is between 3,000 and 20,000. 20. Elektrische Kontaktverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastbarkeit mindestens 10 Ampere je Quadratmillimeter der leitenden Oberfläche der Grundplatte beträgt.20. Electrical contact connection according to claim 1, characterized in that that the load capacity is at least 10 amps per square millimeter of the conductive surface the base plate is. 21. Verfahren zum Herstellen der Kontakte einer elektrischen Kontaktverbindung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte: Eintauchen des leitenden Elements (11, 21), das einen Teil des Kontakts bilden soll, in ein galvanisches Bad, dessen Badlösung eine kleinere als die übliche Konzentration an Metallionen aufweist, Anschließen einer Gleichstromquelle zwischen dem leitenden Element und einer in das Bad eingetauchten Elektrode, und Betreiben des galvanischen Bades mit einer höheren als der üblichen Stromdichte.21. Method for making the contacts of an electrical contact connection according to one or more of claims 1 to 20, characterized by the following Method steps: immersing the conductive element (11, 21) which forms part of the Contact is to form in a galvanic bath, the bath solution of which is smaller than has the usual concentration of metal ions, connect a DC power supply between the conductive element and an electrode immersed in the bath, and Operation of the electroplating bath with a higher than the usual current density.
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